Nature:对先天性心脏病进展的新认识为改善治疗方案打开了大门

2022-06-29 心血管新前沿 生物谷

这项研究的结果不仅为开发CHD的个性化治疗提供了新的路线图,而且还为科学界提供了稀有的小儿心脏样本的重要资源,可用于进一步发现并加深人们对CHD的理解。

在一项新的研究中,来自贝勒医学院、德克萨斯心脏研究所和德克萨斯儿童医院的研究人员对先天性心脏病(CHD)---一类在出生前就已出现并仍然是儿童死亡主要原因的心脏缺陷---的进展机制有了新的认识。相关研究结果于2022年6月22日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Integrated multiomic characterization of congenital heart disease”。

这项新的研究代表了首次报告的单细胞基因组学证据,表明CHD患者的心肌细胞和免疫系统存在独特的差异。揭示这些关键差异以及这类疾病如何进展,为人们设计治疗CHD的新方法提供了机会。

虽然CHD患者心力衰竭的最终结果是有据可查的,但这些患者心脏功能下降的潜在原因仍不清楚。这种认识上的差距给开发能够延长患者生命的新疗法带来了障碍。

为了解决这些悬而未决的问题,贝勒医学院分子生理学与生物物理学副教授James F. Martin博士、贝勒医学院外科教授Iki Adachi博士,以及贝勒医学院儿科助理教授Diwakar Turaga博士合作,对CHD患者的心脏和血液样本进行分析。这些作者研究了接受心脏手术的左心发育不全综合征(hypoplastic left heart syndrome, HLHS)、法洛氏四联症(Tetralogy of Fallot, TOF)以及扩张型心肌病(DCM)和肥大型心肌病(HCM)患者。

这些作者观察到心肌细胞的CHD特定细胞状态,它们表现出胰岛素抵抗性、增加的FOXO和CRIM1表达。HLHS患者的心脏成纤维细胞富集了低HIPPO和高YAP的细胞状态,这是心脏成纤维细胞激活的特征。成像质谱仪发现了空间分辨率的血管周围微环境与CHD患者免疫缺陷状态相一致。外周免疫细胞分析表明,CHD患者的单核细胞免疫功能不足与CHD患者对感染和癌症的易感性相一致。

Martin说,“利用一些令人兴奋的新技术,如单细胞RNA测序,我们能够在单细胞水平上研究CHD患者的样本。我们的目标之一是改善这种困扰儿童的可怕疾病的自然历史。”

图片来自摄图网

Turaga说,“这是开发CHD综合细胞图谱的第一步。我们正在为靶向CHD的细胞类型和独特的基因途径的疗法构建一个路线图,包括心脏和免疫系统,这在以前是没有报道过的。随着技术的成熟,这将成为治疗CHD的标准疗法。”

Adachi说,“我们在这项研究中取得的成果绝对令人振奋,但这只是一个开始。德克萨斯心脏研究所极其复杂的实验室和德克萨斯儿童医院的顶级儿科心脏中心之间的合作绝对有可能走得更远。”

这项研究的结果不仅为开发CHD的个性化治疗提供了新的路线图,而且还为科学界提供了稀有的小儿心脏样本的重要资源,可用于进一步发现并加深人们对CHD的理解。

参考资料:

Matthew C. Hill et al. Integrated multiomic characterization of congenital heart disease. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04989-3.

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